[논문]낙동강 하구 조간대 지하수의 물리적 특성 및 퇴적물 성상에 관한 연구

김헌태; 김경회; 류성훈; 이인철

doi:10.7837/kosomes.2015.21.5.467

낙동강 하구 조간대 지하수의 물리적 특성 및 퇴적물 성상에 관한 연구
A Study on Physical Characteristic of Ground water and Sediment Property in Intertidal Flat of Nakdong River Estuary 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.21 no.5 = no.70, 2015년, pp.467 - 473

김헌태 (부경대학교 해양공학과) , 김경회 (부경대학교 해양공학과) , 류성훈 (부경대학교 해양공학과) , 이인철 (부경대학교 해양공학과)

초록
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낙동강 하구역 조간대의 보존 및 관리를 위한 기초적 연구로, 낙동강 하구 조간대를 대상으로 지하수의 물리적 특성 및 퇴적물의 성상을 조사하였다. 조간대의 지하수위 및 지하수온의 변화는 조석에 영향을 받으며, $5,000m^3/s$ 이상의 하천수 방류는 조간대의 지하수위를 상승시킬 뿐만 아니라 지반 내 수십 cm 깊이의 지하수 염분을 감소시키는 것으로 조사되었다. 간조 시 조간대 지하수위의 하강 형태는 조간대 퇴적물의 세립질 함량에 따른 투수도 차이에 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 높은 투수도의 조간대 지반에서는 활발한 지하수 흐름에 의해 세립질의 퇴적이 감소하고 재부상이 증가하여 결과적으로는 낮은 세립질 함량의 조간대 지반을 형성하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, we investigated the physical characteristics of ground water behaviors and sediment properties in intertidal flat of Nakdong River Estuary. Variations in level and temperature of the groundwater depended on tides. And increase of river discharge led to increase in groundwater level and decrease in ground salinity at a depth of several ten cm. Difference in permeability of the intertidal flat sediments due to content of fine fraction affect velocity of groundwtaer level decrease at low tide. Furthermore, enhancement of groundwater flow due to the increase in permeability leaded to decrease of fine fraction in the intertidal flat sediments.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 낙동강 하구역 조간대의 보존 및 관리를 위한 기초적 연구로, 낙동강 하구 조간대를 대상으로 지하수의 물리적 특성과 침강물 및 퇴적물의 성상을 조사하였다. 그리고 조간대 지반의 투수도가 퇴적물 성상에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.
낙동강 하구역 조간대의 보존 및 관리를 위한 기초적 연구로, 낙동강 하구 조간대를 대상으로 지하수의 물리적 특성 및 퇴적물의 성상을 조사하였다.
이에 본 연구에서는 낙동강 하구역 조간대의 보존 및 관리를 위한 기초적 연구로, 낙동강 하구 조간대를 대상으로 지하수의 물리적 특성과 침강물 및 퇴적물의 성상을 조사하였다. 그리고 조간대 지반의 투수도가 퇴적물 성상에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

제안 방법

1차 모니터링은 2007년 8월 22일부터 9월 6일까지 15일간 St.1, St.2, St.3에서, 2차 모니터링은 St.2와 St.2’에서 2008년 6월 15일부터 9월 30일까지 107일간 실시하였다.
설치기기는 센서부가 지표면 아래 70 cm 지점에 위치하도록 조절하였다. 각 정점 부근의 해저면에 수위-수온계를 설치하여 동일기간의 해수위변화를 모니터링 하였으며, St.3 부근에서는 compact CT를 추가로 설치하여 하천수 방류량에 따른 해수의 염분변화를 측정하였다. 또한 레벨 측량을 실시하여 St.
채취한 퇴적물 및 침강물은 75 μm의 채를 이용하여 분리하고 건조로에서 100℃에서 24시간 건조한 후, 중량을 측정하였다. 건조된 시료는 600℃에서 6시간 연소시켜 강열 감량(IL)을 계산하였다. 또한 PerkinElmer 2400 Series-II CHNS Elemental Analyzer를 이용하여 입자태 유기탄소와 입자태 유기질소의 원소량을 측정하였다.
건조된 시료는 600℃에서 6시간 연소시켜 강열 감량(IL)을 계산하였다. 또한 PerkinElmer 2400 Series-II CHNS Elemental Analyzer를 이용하여 입자태 유기탄소와 입자태 유기질소의 원소량을 측정하였다. 본 연구에서는 75 이하의 입자를 세립질(fine fraction), 75μm 이상의 입자를 조립질(coarse fraction)로 정의하였다(Hibino et al.
또한 레벨 측량을 실시하여 St.2와 St.2’의 지반고 차이를 확인하였다.
3에서 실시하였다. 실험기간은 2008년 8월 20일부터 9월 2일까지 약 2주간이며, 재부상한 퇴적물이 침강물 포집기로 유입되는 것을 방지하기 위하여 직경 20 cm의 포집기 입구가 조간대 지면으로부터 20 cm의 높이에 위치하도록 설치하였다.
지하수의 모니터링은 2차례 실시하였다. 1차 모니터링은 2007년 8월 22일부터 9월 6일까지 15일간 St.
채취한 퇴적물 및 침강물은 75 μm의 채를 이용하여 분리하고 건조로에서 100℃에서 24시간 건조한 후, 중량을 측정하였다.
포집된 침강물의 회수시 각 정점의 표층 퇴적물을 샘플링하였다. 채취한 퇴적물 및 침강물은 75 μm의 채를 이용하여 분리하고 건조로에서 100℃에서 24시간 건조한 후, 중량을 측정하였다.
하구역 내에서 침강물(SPM)의 포집실험은 St.1, St.2, St.3에서 실시하였다. 실험기간은 2008년 8월 20일부터 9월 2일까지 약 2주간이며, 재부상한 퇴적물이 침강물 포집기로 유입되는 것을 방지하기 위하여 직경 20 cm의 포집기 입구가 조간대 지면으로부터 20 cm의 높이에 위치하도록 설치하였다.

대상 데이터

2’의 지반고 차이를 확인하였다. 하천수 방류량 및 강우량은 각각 수자원 공사의 낙동강 하구둑의 방류량 자료(Kwater) 및 부산기상청(Korea Meteorological Administration)의 일별 강우량 자료를 이용하였다.

성능/효과

3에서 가장 낮았지만(Fig. 7(c)), 조립질의 IL은 퇴적물과 침강물에서 각각 1~2 %, 2~4 %의 범위로 정점별 차이는 크지 않았다(Fig. 7(d)).
하지만 낙동강 하구역에서는 녹산공단의 조성과 1987년 낙동강 하구둑의 완공, 부산 신항 건설 등 지속적으로 간척 및 매립 사업이 시행되어 왔다. 그 결과 해안선에 많은 변화가 있었고, 넓은 면적의 조간대 및 해초장이 사라지게 되었다. 따라서 생태학적으로 매우 중요한 낙동강 하구역 조간대의 보전을 위한 관리가 필요한 시점이다.
모니터링 기간 중 낙동강 하구역의 최대조차는 약 1.8 m 였으며, 지하수위는 모든 정점에서 조석의 영향을 받는 것으로 나타났다(Fig. 3). 최저지하수위는 약 0.
7(d)). 이상의 결과로부터 세립질의 IL 이 조립질의 IL에 비해 수배 정도 큰 값을 가지며, 세립질의 함량에 따라 퇴적물 및 침강물의 IL이 결정되는 것을 알 수있었다(Fig. 8).
이상의 결과로부터, 진우도에서는 St.2’에서 St.2를 향한 지하수 흐름이 존재하고 있으며, 내부 습지로부터의 지하수 공급으로 인해 St.2에서는 간조 시에도 급격한 지하수위 감소가 없는 것을 알 수 있다.
조석에 따른 조간대 지하수위의 변화 속도는 퇴적물의 세립질 함량(투수도)에 의존하였으며, 투수도의 증가는 지하수 흐름을 활발히 하여 조간대 퇴적물의 세립질 함량을 감소시켰다. 진우도의 St.
2’와의 수온차가 적어지는 것으로 나타났다. 종합해보면 St.2의 지하수는 내륙부로부터 유출되는 지하수의 영향을 크게 받고 있는 것으로 결론지을 수 있다.
3의 지하수 염분은 하천수 방류량이 5,000 m³/s를 초과한 후 2일이 지난 9월 1일부터 감소하기 시작하였으며, 감소량은 1 psu 정도였다. 즉 하천수 방류량의 변화는 조간대 지표면 아래 수십cm 범위의 지하수 염분에도 영향을 미치고 있는 것을 확인하였으며, 방류된 하천수가 조간대의 지표면 아래 60 cm까지 도달하기까지는 약 2일 정도가 소요되는 것을 알 수 있었다.
7에는 각 정점별 침강물과 퇴적물의 세립질 함량, IL, 세립질 및 조립질의 IL을 나타내었다. 퇴적물 중의 세립질 함량은 St.1, St.2, St.3에서 각각 1 % 이하, 6 %, 66 %로 St.3에서 60 % 이상 높은 값을 보였다. 반면, St.
각 정점에서 침강물의 C/N비는약 10정도로 육상 및 해양기원의 유기물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다. 퇴적물에 존재하는 입자태 유기물질 결과를 살펴보면, St.1과 St.2의 C/N비는 각각 약 8.0과 9.0으로 특히 외해 측과 가까운 St.1의 조간대 퇴적물은 해양 기원의 유기물이 높은 비율로 퇴적되어 있는 반면, 낙동강 하구둑 가까이에 위치한 St.3에서는 C/N비가 11.7 이상의 육역 기원 유기물의 퇴적량이 많음을 알 수 있다.
퇴적물의 IL은 1~4 %의 범위로 St.1에서 최소, St.3에서 최대값을 보인 반면 침강물의 IL은 3~7 %의 범위로 St.1에서 최소, St.2에서 최대였다(Fig. 7(b)).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지하수위에 영향을 주는 인자는 무엇인가?	, 2011). 지하수위는 기압, 조석, 증발산 등의 주기적 인자와 파랑, 강수량 등의 비주기적 인자의 영향을 받는 것으로 알려져 있다(Kang et al., 1997).
	조간대란 무엇인가?	조간대는 해안가에서 조석에 의해 노출과 침수를 반복하는 공간으로, 지구상에 존재하는 생물의 약 20 %가 서식하는 생물 다양성 및 생산성이 매우 높은 곳이다(Chang, 2008). 하지만 낙동강 하구역에서는 녹산공단의 조성과 1987년 낙동강 하구둑의 완공, 부산 신항 건설 등 지속적으로 간척 및 매립 사업이 시행되어 왔다.
	낙동강 하구역 내의 특징은 무엇인가?	, 2010), 사주를 중심으로 조간대가 넓게 형성되어 있다. 하구역 내에는 건전한 생태계가 조성되어져 있고 철새의 먹이가 풍부하여 철새의 월동지 및 이동경로로 이용되는 철새 도래지역이 형성되어져 있다(Yi et al., 2014).

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